Question

19．石灰氰，是由氰氨化钙（CaCN₂）、氧化钙和其他不溶性杂质构成的混合物．呈灰黑色，有特殊臭味．是一种碱性肥料，也是高效低毒多菌灵农药的主要原料之一，可用作除草剂、杀菌剂、杀虫剂等，可用于生产双氰胺、三聚氰胺和氰熔体等．
①写出与Ca在同一周期，且最外层电子数与K的相同，内层排满电子的基态原子的电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；CaCN₂中CN₂^2-，与CN₂^2-互为等电子体的分子有CO₂和N₂O（填化学式，答一个即可），由此可以推知CN₂^2-的空间构型为直线形．
②氰氨化钙（CaCN₂）的重要性质之一就是与水反应，CaCN₂+2H₂O=NH₂CN+Ca（OH）₂，NH₂CN与水反应生成尿素[CO（NH₂）₂]．尿素分子中所含元素电负性由大到小为O＞N＞C＞H（用元素符号表示）．
③三聚氰胺（）俗称“蛋白精”，也可由氰氨化钙制得．在三聚氰胺分子中含有的σ键和π键数目之比为5：1．
④生石灰晶体晶胞如图所示，其晶体中Ca²⁺的配位数为6，CaO晶胞和NaCl晶胞形状完全相同，但二者的晶格能却分别为：CaO3401kJ•mol^-1、NaCl786kJ•mol^-1．导致两者晶格能差异很大的主要原因是CaO晶体中Ca²⁺、O^2-所带电荷电量大于NaCl晶体中Na⁺、Cl^-的带电量；CaO晶胞边长为apm，则其的密度为$\frac{224×10{\;}^{30}}{{N}_{A}a{\;}^{3}}$gcm^-3．

Answer 1

分析 ①与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子是锌，根据构造原理写出该原子的核外电子排布式；根据等电子体的概念确定与CN₂^2-互为等电子体的分子，根据二氧化碳的空间构型确定CN₂^2-离子的空间构型；
②原子的得电子能力越强，其电负性的数值越大；
③根据共价单键为σ，共价双键中一个是σ一个是π键，共价三键中一个是σ两个是π键计算；
④以钙离子为中心，沿X、Y、Z三轴进行切割，从而确定钙离子配位数；晶格能大小与离子带电量成正比，与离子半径成反比；晶胞中有4个Ca原子、4个O原子．

解答 解：①与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子是锌，根据构造原理，基态的锌原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；与CN₂^2-互为等电子体的分子有N₂O和CO₂；等电子体具有相同的价电子数、原子总数，结构相似，二氧化碳分子是直线形，所以CN₂^2-离子的空间构型是直线形．
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；N₂O；直线形；
②原子的得电子能力越强，其电负性的数值越大，电负性由大到小为O＞N＞C＞H，故答案为：O＞N＞C＞H；
③共价单键为σ，共价双键中一个是σ一个是π键，σ键和π键数目之比为15：3=5：1，故答案为：5：1；
④以钙离子为中心，沿X、Y、Z三轴进行切割，上下左右前后，结合图片知，钙离子的配位数是6；晶格能大小与离子带电量成正比，CaO晶体中Ca²⁺、O^2-的带电量大于NaCl晶体中Na⁺、Cl^-的带电量，导致的氧化钙晶格能大于氯化钠的晶格能；若该晶胞的边长为apm，晶胞体积为（a×10^-10cm）³，晶胞中有4个Ca原子、4个O原子，故晶胞质量为$\frac{4×40+4×16}{{N}_{A}}$g，故该氧化物的密度为$\frac{4×40+4×16}{{N}_{A}}$g÷（a×10^-10cm）³=$\frac{224×10{\;}^{30}}{{N}_{A}a{\;}^{3}}$g•cm^-3，
故答案为：6；CaO晶体中Ca²⁺、O^2-所带电荷电量大于NaCl晶体中Na⁺、Cl^-的带电量；$\frac{224×10{\;}^{30}}{{N}_{A}a{\;}^{3}}$．

点评 本题考查了物质结构知识，涉及核外电子排布、分子空间构型、化学键、配合物的计算等，难度中档，易错点是配位数的确定，以一种微粒为中心，沿X、Y、Z三轴进行切割，从而确定配位数．